Система искрового зажигания

 

Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания. Система искрового зажигания содержит катушку 4 зажигания, источник 1 питания, прерыватель 5, конденсаторы 7 9, диод 10. Элементы 8 10 образуют блок оптимизации. Система искрового зажигания проста и надежна в работе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания, в частности к системе поджига топливно-воздушной смеси двигателя. Целью изобретения является упрощение системы искрового зажигания с одновременным повышением мощности импульса для поджига топливно-воздушной смеси. На фиг. 1 изображена схема системы искрового зажигания; на фиг. 2а осциллограмма напряжения на первичной обмотке катушки зажигания; на фиг. 2б осциллограмма тока через искровой промежуток свечи зажигания для предложенного технического решения. Система искрового зажигания содержит источник 1 питания, первая шина питания которого соединена с первым зажимом 2 первичной обмотки 3 катушки зажигания 4, контакты 5 прерывателя, соединенные с вторым зажимом 6 первичной обмотки 3 катушки 4, первый конденсатор 7, подключенный параллельно контактам 5 прерывателя, второй конденсатор 8, подключенный первым выводом к зажиму 2, третий конденсатор 9 и диод 10, подключенные первыми выводами к зажиму 6. Анодный вывод диода и вторые выводы конденсаторов 8 и 9 кратчайшим путем соединены с второй шиной источника питания 1. Катушка зажигания 4 имеет также и высоковольтную обмотку 11. Элементы 8, 9 и 10 образуют блок оптимизации. Система искрового зажигания работает следующим образом. При вращении коленчатого вала двигателя контакты 5 прерывателя замыкаются и размыкаются. Во время замкнутого состояния контактов 5 ток от источника питания 1 протекает через первичную обмотку 3 катушки зажигания 4 и в ней запасается энергия для поджига топливно-воздушной смеси. В момент t₁ размыкания контактов 5 (см. фиг. 2а) на обмотке 3 возникает ЭДС самоиндукции, способствующая поддержанию тока через обмотку. При этом на зажиме 6 катушки 4 появляется положительное напряжение. Первоначально этим напряжением начинает заряжаться третий конденсатор 9 по цепи минимального сопротивления: зажим 6 катушки 4, обкладки конденсатора 9, обкладки второго конденсатора 8, зажим 2 катушки 4, обмотка 3 катушки 4. При этом ток, протекающий по проводам от источника питания 1, кратковременно обрывается. По мере нарастания напряжения на третьем конденсаторе 9 начинает заряжаться первый конденсатор 7. Возрастание тока заряда конденсатора 7 задерживается индуктивностью проводов цепи питания. С момента, когда ток через конденсатор 7 достигает максимального значения, скорость нарастания напряжения на зажим 6 уменьшается. С этого момента конденсаторы 7 и 9 заряжаются одновременно по цепи: зажим 6 катушки 4, обкладки конденсаторов 7 и 9, источник питания 1, первичная обмотка 3 катушки. Вследствие того, что после разрыва контактов 5 прерывателя весь ток ответвляется на заряд конденсатора 9, мощность тока разрыва между контактами 5 прерывателя практически падает до нуля, чем исключается образование электрической дуги между контактами. Этому же способствует и снижение крутизны фронта напряжения в момент начала одновременно заряда конденсаторов 7 и 9. При этом, если отношение величин емкостей конденсаторов 7 и 9 5, то значительно уменьшается искрение контактов 5 прерывателя и разрушение этих контактов, а энергия, накопленная в катушке 4, полностью используется для образования поджигающего тока через искровой промежуток свечей. В момент времени t₂ (см. фиг. 2а) напряжение на зажиме 6 катушки 4 достигает максимального значения, и происходит пробой искрового промежутка. Ток через искровой промежуток свечей (см. фиг. 2б) быстро достигает своего максимального значения и начинает снижаться. Напряжение на зажиме 6 катушки 4 снижается по синусоидальнмоу закону. При этом энергия, накопленная в конденсаторах 7 и 9, вновь возвращается в катушку 4. В момент t₃ напряжение на конденсаторах 7 и 9 равно нулю, а энергия, запасенная в катушке 4, максимальная. В этот момент величина тока, протекающего по первичной обмотке 3 катушки 4, также имеет максимальное значение. В дальнейшем начинается процесс перезаряда конденсаторов 7 и 9. Однако при достижении величины напряжения на конденсаторах 7 и 9 порога отпирания диода 10 процесс перезаряда конденсаторов (перекачка энергии катушки в энергию) конденсаторов) прекращается, а ток первичной обмотки 3 катушки 4 замыкается через диод 10 и источник питания 1. До момента t₄ вся энергия обмотки 3 передается во вторичную обмотку 11, создавая мощный импульс тока для поджига топливно-воздушной смеси. В промежутке времени t₄-t₅ ток в искровом промежутке свечи поддерживается за счет энергии, накопленной в высоковольтной обмотке 11 катушки 4. Напряжение на зажиме 6 катушки в этом промежутке образуется за счет обратной трансформации энергии. Так энергия искры преобразуется в оптимальную форму импульса искры для надежного поджига топливно-воздушной смеси. При такой форме искрового тока полностью исключается искрение контактов прерывателя и связанное с этим явлением повышение уровня радиоизлучения, так как искровой ток имеет малые пульсации и не может достигать нулевого уровня в промежутке времени t₂-t₅. Таким образом, предложенная система искрового зажигания практически полностью устраняет разрушение контактов прерывателя и увеличивает мощность поджигающего импульса топливно-воздушной смеси. Дополнительными преимуществами предлагаемой системы зажигания, помимо указанных, являются надежность, доступность, увеличение срока службы искрогасящего конденсатора, уменьшенный уровень радиоизлучения, экономия топлива, низкий уровень токсичности выхлопных газов, возможность осуществления равномерного износа электродов свечей зажигания, так как такая система допускает использование искрового тока любой полярности. Классическая система зажигания преобразуется в предложенную систему установкой блока оптимизации из конденсаторов 8, 9 и диода 10 на зажимы первичной обмотки катушки зажигания. Общая точка соединения конденсаторов и диода кратчайшим путем соединяется с массой автомобиля (двигателя) с помощью винта крепления катушки зажигания к кронштейну.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА ИСКРОВОГО ЗАЖИГАНИЯ, содержащая катушку зажигания, первый зажим первичной обмотки которой соединен с первой шиной питания, второй зажим первичной обмотки катушки зажигания соединен с подвижным контактом прерывателя, неподвижный контакт которого соединен с второй шиной питания, первый конденсатор, подсоединенный параллельно контактам прерывателя и блок оптимизации, первый и второй входы которого подсоединены параллельно первому и второму зажимам первичной обмотки катушки зажигания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, блок оптимизации образован вторым и третьим конденсаторами, первые выводы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам блока оптимизации, вторые выводы второго и третьего конденсаторов соединены с второй шиной питания, а параллельно третьему конденсатору подсоединен диод, катод которого соединен с вторым входом блока оптимизации. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что соотношение емкостей первого и ттетьего конденсаторов равно или меньше пяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---